某偏壓淺埋隧道施工研究

馬麗琴

（廣州大學(xué)市政技術(shù)學(xué)院 ，廣東廣州 510500）

某偏壓淺埋隧道施工研究

馬麗琴

（廣州大學(xué)市政技術(shù)學(xué)院 ，廣東廣州 510500）

本文針對(duì)偏壓施工中的施工技術(shù)難點(diǎn)，對(duì)軟弱圍巖的注漿工藝及相關(guān)技術(shù)保障措施進(jìn)行研究，提出了切實(shí)可行的施工方案，工程實(shí)踐效果好，施工的隧道按時(shí)完工，各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。本文所提的施工方案及技術(shù)措施為偏壓淺埋隧道工程的施工提供技術(shù)參考。

偏壓；淺埋；隧道施工

在山區(qū)建設(shè)鐵路時(shí)，其沿線隧道往往存在一定的偏壓效應(yīng)，尤其是在隧道進(jìn)出口以及沿山區(qū)傍山處的淺埋偏壓隧道處的圍巖大多為Ⅳ級(jí)以上的軟弱圍巖，地質(zhì)條件較為復(fù)雜，由于偏壓荷載影響，受力時(shí)應(yīng)力分布不均勻，導(dǎo)致偏壓隧道的穩(wěn)定分析變得比較困難，一定程度上導(dǎo)致隧道進(jìn)洞施工難以做到很好的控制施工質(zhì)量和安全控制。淺埋偏壓隧道的施工方法有明挖法以及暗挖法，常規(guī)的防偏壓的方法較為注重以設(shè)計(jì)措施作為防護(hù)手段，增加錨桿、管棚。通常在偏壓較小的地方，還會(huì)增加重力式的擋墻或者是增加襯砌厚度等等。施工方法只是簡(jiǎn)單提及卻沒有進(jìn)行對(duì)比研究，無形之中加大施工成本，造成施工中不穩(wěn)定因素增加。

因此在淺埋、偏壓以及軟弱的隧道施工當(dāng)中，由于采用的施工技術(shù)運(yùn)用不恰當(dāng)，經(jīng)常會(huì)造成大面積的塌方現(xiàn)象，造成大量的財(cái)產(chǎn)損失、工期延誤等等。本文以某高速公路工程的隧道工程為例，介紹偏壓淺埋隧道的施工工藝。

1.工程概況

該隧道總長(zhǎng)815m，采用分離式雙洞布置，隧道出口處于半徑為2300m的平曲線上，縱坡為2.3%。主洞凈寬10.75m，凈高5.0m，行車道3.75 m×2，設(shè)計(jì)荷載：公路-Ⅰ級(jí)。隧道進(jìn)口（YK100+690～YK100+680）原地形地貌波狀起伏，進(jìn)口側(cè)山坡自然坡度約45-60°。進(jìn)口段圍巖主要為坡殘積土及全、強(qiáng)風(fēng)化粉沙巖，巖體破碎，級(jí)別為Ⅴ級(jí)圍巖。具有“偏壓、淺埋”的特點(diǎn)，施工難度極大，且處于整條線路樞紐位置，進(jìn)洞快慢對(duì)整條線路貫通具有決定性的影響。

2.工程地質(zhì)

本工程隧道右線進(jìn)口（10m長(zhǎng)）處于山體坡腳地段，圍巖主要為坡殘積土及全、強(qiáng)風(fēng)化粉沙巖，巖體破碎，級(jí)別為Ⅴ級(jí)圍巖。自然坡度為約45～60°，兩側(cè)邊坡開挖后落差3m，隧道洞口埋深淺薄，覆蓋地表土層厚度為50cm～100cm。對(duì)隧道洞身受力分析，隧道洞口兩側(cè)承重受力不均，存在嚴(yán)重偏壓。

3.主要施工技術(shù)方案

3.1 施工方案

對(duì)隧道中周圍軟弱圍巖進(jìn)行注漿加固，采用超前大管棚穿越淺埋體。由于隧道的洞口周圍處于粉砂巖，其節(jié)理處裂隙發(fā)育且有風(fēng)化作用分布，地下水類型以松散巖類的孔隙潛水、基巖裂隙水為主，在水量增加后，破碎帶的局部水量較為集中，加固邊、仰坡穩(wěn)定，確保安全施工及運(yùn)營(yíng)安全，要對(duì)隧道支護(hù)類型及襯砌形式在施工過程中進(jìn)行方案改進(jìn)，采用自制簡(jiǎn)易多功能作業(yè)臺(tái)架配合人工分次施作初期支護(hù)，風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔施作超前小導(dǎo)管進(jìn)行超前支護(hù)。采用小導(dǎo)管超前注漿、帷幕注漿等注漿固結(jié)阻水措施進(jìn)行防水處理。強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)施工安全保證措施，確保隧道施工及運(yùn)營(yíng)安全。

3.2 軟弱圍巖施工技術(shù)

YK100+680斷面淺埋段，地表覆蓋層較薄弱，有地表水滲透，為穩(wěn)定該段圍巖及防滲，采用單液超前小導(dǎo)管支護(hù)，其施工過程均按要求施工，但仍然局部滲水。通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析確認(rèn)該超前支護(hù)不能滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工需要，其注漿的固結(jié)圈僅為導(dǎo)管周邊35cm直徑范圍，無法起到防滲作用，經(jīng)研究后一致決定采用雙液超前小導(dǎo)管施工。

（1）采用雙液注漿導(dǎo)管施工

小導(dǎo)管采用外徑50mm，壁厚5mm的無縫鋼管，管長(zhǎng)為7m（比原單液注漿導(dǎo)管長(zhǎng)2m），環(huán)向間距為30cm（比原單液注漿導(dǎo)管間距小1倍）。施工時(shí)，在YK100+680斷面鋼管與巖體面垂直面成10°、40°的外插角交錯(cuò)布置，注漿圖、固結(jié)圈示意圖見圖1、圖2所示。

圖1.注漿圖

圖2 固結(jié)圈示意圖

（2）F2-2雙液注漿小導(dǎo)管工藝流程

F2-2雙液注漿小導(dǎo)管工藝流程為：測(cè)量布孔、鑿巖機(jī)鉆孔、清孔然后成孔檢查，小導(dǎo)管加工制作后，安裝導(dǎo)管、封堵住管口，以混凝土噴射封閉掌子面，連接注漿管路后試運(yùn)轉(zhuǎn)，斷面開挖后進(jìn)行效果檢查。

（3）注漿液體采用水泥-水玻璃漿液

采用普通水泥漿液時(shí)，水灰比為0.5:1-1:1；同時(shí)在水泥漿液中增加水玻璃（濃度為25-40波美度），水泥漿與水玻璃的體積比為1:1-1:0.3。以加快漿液膠凝結(jié)時(shí)間和提高結(jié)石強(qiáng)度。注漿壓力控制在0.7～1.2Mpa。通過工藝的改進(jìn)，雙液注漿導(dǎo)管最小固結(jié)圈直徑達(dá)到114cm，滲水區(qū)均被漿液覆蓋固結(jié)，YK100+680斷面無滲水。

3.3 防滲漏技術(shù)措施

襯砌環(huán)節(jié)縫處的防水板在施工時(shí)極易遭到破壞，一般的環(huán)節(jié)凡是止水帶安裝質(zhì)量一般不佳，另外環(huán)節(jié)縫處的混凝土密實(shí)度不夠，常常容易發(fā)生泄露事故。基于此，應(yīng)在襯砌內(nèi)的邊緣沉降縫處增設(shè)0.5mm厚的鋼板，同時(shí)加強(qiáng)止水帶的安裝質(zhì)量和混凝土的施工質(zhì)量。在做好小導(dǎo)管超前注漿、帷幕注漿等注漿固結(jié)止水措施后，盡量減少水壓對(duì)防水層以及襯砌的工作壓力。在做好光面爆破的同時(shí)，減少圍巖擾動(dòng)，盡量減少圍巖內(nèi)裂隙貫穿，減弱地下水的流動(dòng)。如遇掌子面附近出現(xiàn)出水點(diǎn)后，使用直徑為8mm的盤條用于出水點(diǎn)開挖輪廓固定在圍巖上，盲管、墻趾縱向彈簧盲管通過三通管相互連通，以防水層覆蓋盲管，最后噴射混凝土。出水點(diǎn)不集中時(shí)，以防水板代替彈簧盲管。

3.4 隧道施工技術(shù)保證措施

噴射混凝土的各項(xiàng)材料要計(jì)量準(zhǔn)確，所有材料的配合比應(yīng)拌和均勻，顏色保持一致，隨拌隨用，拌和好后的材料存放時(shí)間不宜超過20分鐘，噴射混凝土?xí)r，噴頭與受噴面盡量垂直。噴射距離與風(fēng)壓保持協(xié)調(diào)，初噴時(shí)，厚度為5cm，第二遍噴射時(shí)要在初噴后混凝土終凝1h后進(jìn)行。

隧道中的預(yù)埋構(gòu)件和按設(shè)計(jì)預(yù)留的孔洞應(yīng)在混凝土施工前按設(shè)計(jì)所要求的位置在初期支護(hù)的表面上，以明顯標(biāo)志標(biāo)定，防止遺漏，在預(yù)留孔洞后開挖至設(shè)計(jì)尺寸，之后以立模及襯砌混凝土連在一起進(jìn)行澆筑，預(yù)留孔洞中要求預(yù)留位置十分準(zhǔn)確的應(yīng)該將模具放樣，保證相對(duì)位置的準(zhǔn)確性。

4.結(jié)語

按照上述施工方法及技術(shù)保證措施施工，本工程隧道按時(shí)順利完工，各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。本文所提的施工方案及技術(shù)措施為偏壓淺埋隧道工程的施工提供技術(shù)參考。

[1]陳小勇，陳緒文，劉旸，李向平.淺埋偏壓隧道進(jìn)洞施工技術(shù)[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2009（03）：21-23.

[2]劉會(huì).偏壓淺埋隧道洞口施工技術(shù)[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2008（04）：35-36.

U45

B

1007-6344（2016）02-0213-01

馬麗琴（1974-），女，廣東省汕頭人，漢族，本科學(xué)歷，工程師，從事公路工程教學(xué)與研究工作